杨 伐 （安徽省路桥工程集团有限责任公司，安徽 合肥 230088）

1 引言

钢梁桥的安全和耐久性优势较常规混凝土梁桥突出，同时在加快施工进度、减小后期养护成本、贯彻绿色公路思想、扩大内需及降库存等方面钢梁桥建造使用均与之高度吻合，加之钢梁桥全寿命周期成本低，钢梁桥建造将成为一种新趋势，但其建造质量控制将是不可忽略的重要环节。基于以上背景，本文依托实际工程案例进行系统阐述，旨在总结和凝练具有可操作性的钢梁桥精细化施工管理经验和相关必要的施工技术。

2 工程概况

无岳高速全线总长178.624km，其中无为至庐江段全长71.405km。其中永安河特大桥是无岳高速小里程处第一座钢结构特大桥，全桥共计31跨，3跨主桥采用钢箱组合梁，引桥为钢板组合梁桥，全桥长1141m，跨径为左半幅桥[2]：17×35+3×55+25+2×35+8×35；右半幅桥 ：14×35+2×35+25+3×55+11×35；其中东引桥长595m，主桥165m，西引桥长375m。

永安河特大桥主线共10联，其中第1-4联、第8-10联均为引桥部分，结构形式为钢板组合梁，第5-7联为主桥，结构形式为钢箱组合梁。

主线分左右两幅，其中第9联跨越永安河，跨径为55m，第8第10联跨永安河河堤。

主梁采用双工字钢板组合梁，单幅组合梁桥面宽12.75m，双幅全宽25.5m，31～35m钢梁梁高均为1.8m，端横梁、中横梁立面高度为0.9m，小横梁立面高度为0.4m。钢主梁采用Q345qD工字形直腹板钢梁，钢主梁标准间距6.7m，混凝土桥面板和钢主梁采用集束式焊钉连接；主梁间采用栓接横梁加强横向联系，跨内小横梁标准间距7m，支点位置加密至3.5m[3]。

3 精细化施工工序概述

3.1 总体施工方案

先施工主桥，再施工引桥。全桥主桥部分为单跨简支结构，梁段运输至现场后在现场进行二次拼装。全桥引桥部分梁段运输至现场后在现场进行二次拼装，拼装至吊装长度（吊装长度大于或等于每跨跨度），宽度方向拼装成左幅、右幅两个构件。

3.2 施工准备

3.2.1 基础工作准备

①施工专项方案专家论证：钢梁桥吊装属于危险性较大工程施工，应组织专家对施工方案进行论证，论证通过后方可进行现场施工[4]。

②针对跨河段钢梁桥施工，需要对河道进行部分回填以方便设置施工便道和临时支撑基础。

③桥墩支座坐标和标高复测，根据坐标控制点，技术人员协同监理对桥墩支座的坐标和标高进行复测，确认无误后，方可进行钢梁桥吊装。

④施工场地平整、压实，根据确认过的施工方案，对构件进场道路、临时支撑拼装场地进行平整压实，保证施工车辆的正常施工。

⑤构件进场与验收：钢梁桥进场后，质检人员协同监理对构件进行验收，验收内容包括：合格证和检测报告、构件实体尺寸、涂层厚度等，确认构件合格后，进行二次拼装，拼装完成后方可吊装。

⑥钢梁桥进行现场吊装前，对项目管理人员、施工人员以及施工机械操作人员等进行安全技术交底。

⑦施工人员进场后，由项目安全员对施工人员进行三级安全教育[5]。

⑧施工机械进场后，应提供机械年检证明、操作人员特种作业证件等由项目安全人员上报监理单位进行报批。

⑨现场临电：在施工场地附近提供电源接驳点（一级电箱），钢梁桥用电均从该接驳点接线，每侧用电量不小于200kW。

⑩根据工程的结构特点，设置满足要求的施工便道。

3.2.2 临时支撑

根据总体施工部署，钢梁桥现场安装时，在钢梁桥纵向对接口位置设置临时支架。根据不同的桥梁宽度及结构形式设计不同的临时支撑。

临时支撑架采用格构式立柱，支架具体尺寸要依据《临时支架计算书》计算满足要求的参数进行设置。

3.2.3 临时支撑基础说明

支撑基础均尺寸满足计算要求的设计参数进行设计，特殊地质条件下临时支撑基础要进行承载验证，满足设计要求可进行施工，否则进行特殊处理后进行验算，合格方可进行下道工序施工。

临时支撑采用汽车吊吊装，通过预埋件临时固定，临时固定后，采用两台经纬仪或者全站仪进行垂直度校正，胎架顶部标高采用全站仪进行测量[6]。

3.2.4 施工预起拱控制

图1 预控示意图

钢梁桥跨度较大时，采用临时支架法施工，为保证钢梁桥的竖向曲线，在现场安装时，钢梁桥应考虑施工预起拱，施工预起拱按照设计图纸及理论计算进行预起拱，同时需考虑焊接收缩和卸载后下挠（含基础及支撑变形等）对预拱度进行调整，现场对胎架高度调整实现预拱度设置。

3.2.5 钢梁桥施工顺序

如图2。

图2 钢梁桥吊装工艺流程图

3.2.6 桥梁线形及标高控制方法

为保证钢梁桥线形，钢梁桥深化设计阶段在跨间进行设计预拱，并在工厂胎架上进行1:1预拼装，现场施工时进场对桥梁线形进行复测，核对钢梁桥支座位置及标高。依据设计图纸高程信息复核支座施工高程，有问题查明原因及时反馈设计单位。

横梁安装在墩柱支座，纵梁在横向分段位置设置格构柱临时支撑，临时支架采用格构式支架传力直接，支架变形较小，基础采用独立基础，考虑到现场场地复杂，现场回填场地变形较大，需要对临时支架进行预压，梁体吊装就位，实际标高应高于设计标高，一般限定在20mm内。首先调整平面位置，梁段之间临时连接，但环口不满焊，将梁段纵向连成一体后，进行48h标高监测，待高程变化值不超过2mm时，再通过千斤顶对标高进行精调，精调时预拱度应考虑。跨间分段位置标高在深化设计线性的基础上根据拼装室外气温进行修正，支撑卸载后对全桥线性进行复测。

3.3 钢梁桥施工措施

3.3.1 钢梁桥安装方法和安装措施[7]

钢梁桥吊装前，进行试吊运检。试吊前，对吊机、钢梁桥进行全面检查后，进行试吊。

试吊检验不良工况下吊装能力、吊装系统、故障及问题、司索工配合度、司机实际操作水平、吊装设备稳定性、提升设备运行状况以及吊耳受力等检测项目。各项检测指标均满足要求进行后续工序施工。

钢梁桥梁段结构点对中匹配质量优良基本保障或施工原则是先从弱刚性点开始，逐渐过渡到强刚性结构点，完成接口匹配。

钢梁桥接口匹配控制程序为：

吊钢梁桥与前一段平齐→对齐主腹板（横梁）、主隔板（纵梁）→安装顶板对拉螺栓、临时连接件→测量箱梁高程及轴线→调整箱梁前端高程及轴线→安装底板对拉螺栓、临时连接件→测量主梁前端高程及轴线→调整箱梁前端高程及轴线至设计位置。

根据梁段精确定位高程进行精准定位，精准定位高程应控制在2mm误差范围内。

依据复测合格后的顺接路基控制点，联测路基与桥梁控制点，闭合后，引测钢梁桥吊装控制线，为了保障梁段能快速定位，应在梁体外侧加焊挡块，进行粗调，并在拼装梁段显眼位置标记对中点，以此控制梁段对中。

梁体就位后，进行高程与平面位置复测，若梁段出现偏差，则按照先平面后高程顺序进行精确调整。实际调整操作控制如下。

①精确调整平面位置

在即将焊接紧固梁段的顶板与腹板上焊接成对反力挡块，成对反力挡块间根据待调整梁段重量及摩阻力选择一定顶升力的千斤顶，通过同步控制千斤顶及尺量控制待安装梁段的平面位置（顺桥向、横桥向）调整。具体示意图如图3、图4。

图3 横向装配示意图

图4 横向调整示意图

②垂直方向的调整

顺、横桥向平面位置精调后，再进行铅垂向调整，垂向调整通过在临时支撑体系上固定千斤顶实现。因千斤顶柱受力面积较小，顶升前务必在顶柱与梁底底板处加设一定规格的钢板，准备工作充分后，根据已知高程点进行高程精确调整，达到设计高程后立即在顶升处进行钢板支垫，确保高程不发生变化。

图5 竖向标高调整示意图

钢梁纵向调整时，需先行焊接工装（或反力架），使用侧推千斤顶进行箱梁的水平方向调节；钢梁位置调整完毕后，与已安装钢梁桥顶板上通过马板连接，并与支撑架焊接固定梁体；桥面分箱分段精调验收桥梁平面位置、平立面曲线，合格后方可进行焊接作业。

③临时加固措施

钢梁桥就位后经测量校正后，加设马板进行固定，待焊接完成后拆除马板。

3.3.2 钢梁桥其他措施说明

①钢梁粗定位

钢梁加工出场时，应在每个梁段上根据设计做好测量标记，根据监控量测要求出具设定测量标记点的三维坐标（X，Y，Z）。节段梁段粗调以中心线为基准进行定位，可实现快速实现粗调，以此可节约吊装时间。

②钢梁精确定位

平面位置调整：待粗定位后再平面位置调整，利用机械螺旋千斤顶顶升后再通过手拉葫芦移动千斤顶下部的双向滑块，以实现梁段的纵横向移动。

竖向调整：用机械螺旋千斤顶顶起钢梁，边顶边量测，直至到达设计高程止。

③钢梁体固定

依据施工监控量测提供的数据确定各梁段落架X，Y，Z三维坐标，在梁体定位公差符合要求后进行马板固定，固定强度满足焊接时形变扭矩要求。

④钢梁接口连接

吊装入位后，进行中心线、竖向线型调整，按照腹板→顶板→底板的顺序码平接缝，拐角部位箱口刚性较大优先码平，再固定中间，采用定位板、火焰矫正的方法进行局部调整，最终对接缝板面错位≤1.0mm。

⑤钢梁定位复核

钢板受温度变形较大，对已架设完成且未焊接完毕的梁体位置、高程均有一定影响。焊接间断期因温差较大，在焊接前，应对已知控制及平面轴线进行复核，如出现偏差应按照上文调整方法进行精调复位，待调整高程及平面位置误差满足要求后方可进行焊接施工。

⑥梁段安装注意事项

图6 水平千斤顶示意图

图7 分段纵缝临时加固平面示意图

图8 节段环缝临时加固平面示意图

梁体稳定和永久变形影响因素之一的安装顺序尤其重要，同时对预拱度和平面位置也有重要影响，故此要对梁体安装顺序足够重视。

钢梁安装前，复核顶板高程、桥梁中心线，偏差不超过允许范围方可安装。

全程测量。

钢梁吊装时缓慢匀速行进，发现失稳应立即停止吊装，确保安全。

3.3.3 钢梁桥吊装注意事项及质量保证措施

①施工前，全面进行技术交底。交底内容应该包括：临时支架的复测、吊装机械的工况、索具和吊耳的选用，吊装过程中的注意事项、调整固定的精度要求等。

②复测临时支架、桥墩支座的坐标和标高，无误后，报监理单位复核，复核无误后，以此监测临时支架下沉的原始数据。

③依据阶段量重量及现场工况、吊装机械吊装能力，选用索具。吊耳选择应符合计算书最不利条件下确定的规格，方可使用。如不合格，需要更换吊装吊耳。

④起吊前，再次检查索具情况，确认无误后，方可起吊。

⑤梁段运输车辆到场后，停靠在施工方案确定位置。方案确定的专人负责检查，主要包括[7]：

检查构件编号是否正确；

用盘尺丈量构件外形尺寸；

变形情况检查，需要矫正梁段，要依据梁段变形量制定矫正方案；

焊缝坡口检查；

吊耳位置，吊耳焊缝是否合格。

⑥上述检查合格后，才可进行下道工序。

⑦本工程钢梁桥存在夜间施工，夜间调整的精度是本工程的重点和难点之一，要选派有经验的施工和测量人员，必要的时候成立调整专项小组，就出现的问题尽快加以解决，保证工程进度。

⑧夜间照明应符合有关规定，安排专人负责，保证夜间吊装和调整的顺利进行。

⑨白天调整的任务除了复测夜间吊装段的精度外，还要就已经吊装梁段做整体调整，保证工程精度。

⑩首先根据设计图纸将平曲线和竖曲线的值反映在构件上，并做出明显标记，标记点不少于4个，构件就位时，首先用全站仪将构件上的4个点的坐标先调整至规范允许范围内，再调整中心曲线[7]。

3.3.4 合拢温度的确定

①梁钢结构制造、施工过程中，对钢材的应变影响较大的是环境温度，应在制造、现场安装合拢阶段选定基本一致的环境温度。

合拢温度控制点包括：

出厂前，厂内预拼装温度记录；

现场安装阶段，全部吊装拼装阶段钢梁桥的吊装温度记录。

②施工进度计划

根据现有施工进度计划，钢梁桥预拼装阶段在3～5月，现场钢梁桥吊装主要集中在4～6月。

③合拢温度确定

结合施工进度计划和安徽的历史气候情况，现场钢梁桥整体合拢温度定为18℃，工厂余量配切等均在该温度进行，现场完成合拢并焊接完成后，临时支撑卸载、拆除，同时打开支座限位器，完成体系受力转换。

4 结束语

本文基于工程案例分析钢结构桥梁精细化安装工序、吊装方式、注意关键点及质量控制措施等方面，同时结合无岳高速无桐段永安河特大桥工程案例得出：钢梁桥安装前准备工作考虑及落实充分，技术方案编制详细，交底全面以及预拱度、平面位置、高程位置等精准控制，尤其是焊接环境温度的选择，对高精确、高质量钢梁桥施工尤为关键。